Biomasou, v kontextu energetického využití, se rozumí organická hmota rostlinného nebo živočišného původu, která je biologicky rozložitelná a může být využita pro spalování či jiné přeměny s následným energetickým využitím. Biomasa se tedy člení na fytomasu, což je hmota pouze rostlinného původu a biomasu, která v sobě zahrnuje i hmotu živočišného původu (např. kejda hospodářských zvířat).
Využívání biomasy jako paliva je díky dynamickému rozvoji v České republice čím dál tím více populárnější nejenom pro malé instalace (domácnosti), ale také pro instalace větších rozměrů (teplo a elektrická energie
v průmyslu, systémy dálkového vytápění). Ze statistických průzkumů Ministerstva průmyslu a obchodu vyplývá, že zdaleka největší podíl energie z obnovitelných zdrojů v Česku vykazuje právě pevná biomasa (90 %).
Energetické využití biomasy zahrnuje celý soubor možných technologických způsobů a cest získávání energie
z látek organického původu. Jedná se o procesy výroby bioplynu, pohonných hmot (bionafty a bioetanolu), odpadního tepla (např. z kompostování), avšak nejjednodušším a nejrozšířenějším způsobem získávání energie z biomasy je její spalování. Výsledným produktem je tepelná energie. Ta je následně využita pro vytápění, technologické procesy nebo pro výrobu elektrické energie. Atraktivní potenciální využití biomasy pro elektřinu je však u malých instalací ztíženo vysokými měrnými náklady.
Spalování většinou nevyžaduje předběžnou speciální úpravu biomasy. Je přijatelná i vyšší vlhkost suroviny
(u větších instalací i nad 50 %, u malých a středních do 30 %), vede však zvláště u malých zdrojů k významně kratší životnosti kotle.
Pro účely spalování jsou používány nejrůznější druhy hmot, jedná se zejména o: dřevo, piliny, odpady z těžby lesa, odpady z čištění obilí, slámu, cíleně pěstované energetické plodiny (šťovík, tritikale), rychle rostoucí dřeviny a různé druhy pelet a briket vyrobené z výše uvedených materiálů.
Palivo pro jednotlivé spalovací zdroje doporučí buď dodavatel tohoto zařízení, nebo je nutné si nechat možnost jejich nasazení ověřit. Při výstavbě nového tepelného zdroje je obvyklejší zvolit spalovací zařízení podle druhu paliva, který je dlouhodobě k dispozici a je smluvně zajištěn v požadovaném množství.
Výkony zdrojů pro přímé spalování biomasy se mohou pohybovat od několika kW do desítek MW. Představují perspektivní a nejméně problémový zdroj využívající spalitelnou biomasu. Lokálními zdroji (nižší výkony) pro spalování biomasy jsou vytápěny menší prostory a pokud je zařízení použito jako doplněk ústředního vytápění, lze jej napojit na otopnou soustavu. V přechodných obdobích je tak možno používat pouze toto lokální zařízení místo ústředního vytápění na plyn, elektrickou energii apod. Tímto způsobem je dosažena úspora původní energie až o jednu třetinu.
Zařízení středních a větších výkonů s bezobslužným provozem jsou určena pro ústřední vytápění a ohřev teplé vody. Dnes již lze dosáhnout komfortu spalování ostatních fosilních paliv a vytápění provozovat v automatických kotlích, jejichž obsluha trvá několik minut týdně a samostatné palivo už je méně náročné na skladovací prostory, kterých je v menších objektech nedostatek.
Přehled zařízení na spalování biomasy a možnosti umístění:
| Zařízení | Popis | Použití | Palivo | |
|---|---|---|---|---|
| Lokální topeniště (několik kW) |
klasická kamna a krby | Dnes již prakticky nejsou efektivním řešením, krby slouží spíše jako doplněk interiéru. | rodinné domy, dílny, restaurace, menší budovy | polena brikety |
| krbová kamna | Moderní krbová kamna mohou mít vestavěnou topnou vložku, takže mohou sloužit také jako kotel ústředního vytápění. | |||
| cihlové pece a kachlová kamna | Většinou nalézají použití jako estetická součást interiéru. mají poměrně vysokou účinnost. | |||
| Malé kotle na biomasu (20-100 kW) |
zplyňovací kotle na kusové dřevo | Palivo je zplyňováno a plyn následně spalován. Výkon se dá pohodlně regulovat. | rodinné domy, menší budovy, dílny | brikety, polena (dřevní odpad – manuální obsluha) |
| automatické kotle | Součástí systému s bezobslužným provozem je podavač paliv a upravený hořák. | školky, školy, administrativní budovy, hotely | pelety, obiloviny, štěpky | |
| Střední kotle (nad 100 kW) |
automatické kotle | Jedná se obvykle o roštové kotle s posuvným roštem. Lze v nich spalovat i méně kvalitní či vlhčí biomasu. | větší zdroje ústředního vytápění, průmyslové objekty | štěpky, sláma, pelety, brikety |
| Kotelny velkých výkonů (MW) |
spalování na roštu | Stále ještě je rozšířenější alternativou spalování na roštu, nicméně fluidní technologie se pro své výhody velmi rychle vyvíjejí. Jednou z nich je možné využití pro spoluspalování biomasy s tuhými fosilními palivy. | velké areály výrobních podniků, obecní budovy, školy, obce | piliny, sláma, štěpka, energetické rostliny, dřevní odpad |
| fluidní technologie | ||||
Zdroj: PRE
Zatímco u individuálního vytápění je v celkové bilanci biomasa, většinou díky místní dostupnosti paliva, jednoznačně výhodnějším řešením než fosilní paliva (i když při daleko nižším komfortu vytápění), trochu jiná je situace u centrálních systémů zásobování teplem, kde se na výsledné ceně tepla podílejí investiční náklady, ale kde v porovnání se zemním plynem nebo uhlím vychází biomasa lépe až srovnatelně ve vztahu k ceně paliva a jeho dostupnosti.
K růstu energetického využití biomasy přispívají i sami výrobci kotlů, např. poskytováním asistence s přípravou žádosti o státní dotaci pro pořízení kotle na biomasu, či (jako obecnou službu) dodávku pelet/briket za ceny, které jsou o určité procento nižší než je aktuální cena zemního plynu.
Minimalizaci nákladů na dopravu lze také docílit používáním těch zdrojů biomasy, které jsou dostupné v místě jejich spalování.
Při spalování biomasy se zpravidla dosahuje pozoruhodně nízkých hodnot škodlivých emisí, i přesto je nutné vzhledem k charakteru a proměnnému složení biomasy věnovat pozornost optimálním podmínkám při spalování biomasy a při čištění výstupních surovin. Uvolněný CO2 do ovzduší při spalování teoreticky nenavyšuje skleníkový efekt, jelikož byl odebírán z ovzduší v době růstu rostlin.
Energetické využívání biomasy má ještě další výhody v rámci životního prostředí - pro agrární sektor, růst prosperity obcí a pro růst pracovních příležitostí. Využití půd marginálních zemědělských oblastí pro pěstování energetických rostlin může přinést další výhody, kterými jsou například ochrana půdního fondu před erozí, údržba krajiny, minimalizace úniku dusičnanů do spodních a povrchových vod. Dále je možno využít i půdy nadlimitně kontaminované cizorodými látkami, na kterých je nežádoucí pěstovat potravinářské plodiny.
| Výhody | Nevýhody |
|---|---|
| všeobecná dostupnost (tuzemský zdroj) | nižší výhřevnost než u konvenčních paliv |
| poměrně nízká cena biomasy | potřeba skladovacích prostor |
| využití odpadu (zbytek po spalování lze využít jako hnojivo) |
větší rozměry kotle a příslušenství |
| uzavřený cyklus CO2 | velký vliv vlhkosti na spalovací procesy |
| využití půdy nevhodné pro pěstování potravinářských plodin | složitější manipulace v porovnání s elektřinou, plynem a LTO |
| možnost dotační podpory | nutnost likvidace popela |